RU2035046C1 - Rectifier that measures voltage level - Google Patents
Rectifier that measures voltage level Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035046C1 RU2035046C1 RU92006817A RU92006817A RU2035046C1 RU 2035046 C1 RU2035046 C1 RU 2035046C1 RU 92006817 A RU92006817 A RU 92006817A RU 92006817 A RU92006817 A RU 92006817A RU 2035046 C1 RU2035046 C1 RU 2035046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- windings
- feedback
- amplifiers
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения переменных токов в цепях радио и электроустановок в широкой полосе частот. The invention relates to measuring equipment and can be used for non-contact measurement of alternating currents in radio circuits and electrical installations in a wide frequency band.
Известны устройства для измерения переменных токов, например, трансформаторы тока, содержащие магнитопровод из магнитомягкого материала, на который нанесены входная обмотка и измерительная обмотка, погруженная на измерительный резистор. Known devices for measuring alternating currents, for example, current transformers containing a magnetic core of magnetically soft material, which is applied to the input winding and the measuring winding immersed on the measuring resistor.
В указанном устройстве отсутствуют выходной сигнал, пропорциональный модулю измеряемого тока, и поэтому устройство имеет ограниченные функциональные возможности, применение его в системах управления возможно только при наличии дополнительных устройств для формирования модуля измеряемого тока. In the specified device there is no output signal proportional to the measured current module, and therefore the device has limited functionality, its use in control systems is possible only if there are additional devices for forming the measured current module.
Известен также измерительный преобразователь тока, содержащий N входных обмоток, две измерительные обмотки, две обмотки обратной связи, расположенные на магнитопроводе из магнитомягкого материала, два усилителя напряжения, два одноквадрантных повторителя напряжения, измерительный резистор, выводы начала и конца первой измерительной обмотки подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам первого усилителя напряжения, выводы начала и конца второй измерительной обмотки подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам второго усилителя напряжения, к выходам усилителей напряжения подключены входы одноквадрантных повторителей напряжения, к выходу первого одноквадрантного повторителя напряжения подключен вывод начала первой обмотки обратной связи, к выходу второго одноквадрантного повторителя напряжения подключен вывод конца второй обмотки обратной связи, вывод конца первой обмотки обратной связи, вывод начала второй обмотки обратной связи и первый вывод измерительного резистора подключены к выходу преобразователя, второй вывод измерительного резистора соединен с общей шиной преобразователя, выводы N входных обмоток подключены соответственно к входам преобразователя. Also known is a measuring current transducer containing N input windings, two measuring windings, two feedback windings located on the magnetic core of magnetically soft material, two voltage amplifiers, two single-quadrant voltage followers, a measuring resistor, the terminals of the beginning and end of the first measuring winding are connected respectively to the inverting and non-inverting inputs of the first voltage amplifier, the terminals of the beginning and end of the second measuring winding are connected respectively to the non-inverting mu and the inverting inputs of the second voltage amplifier, the inputs of the voltage amplifiers are connected to the inputs of the one-quadrant voltage followers, the output of the first feedback winding is connected to the output of the first one-quadrant voltage output, the end of the second feedback winding end, the output of the first winding end is connected to the output of the second one-quadrant voltage follower feedback, the output of the beginning of the second feedback winding and the first output of the measuring resistor are connected to the output of the Converter second measuring resistor output connected to the common bus converter input terminals N windings are connected respectively to the inputs of the converter.
Указанное устройство имеет достаточно сложную конструкцию в связи с наличием измерительных обмоток. The specified device has a rather complicated design due to the presence of measuring windings.
Заявляемое изобретение направлено на упрощение устройства. The invention is aimed at simplifying the device.
Поставленная задача достигается тем, что в измерительный преобразователь тока, содержащий N входных обмоток и две обмотки обратной связи, расположенные на магнитопроводе из магнитомягкого материала, измерительный резистор, два усилителя напряжения, два одноквадрантных повторителя напряжения, в котором входы одноквадрантных повторителей напряжения подключены соответственно к выходам усилителей напряжения, к выходу первого одноквадрантного повторителя напряжения подключен вывод начала первой обмотки обратной связи, к выходу второго одноквадрантного повторителя напряжения подключен вывод конца второй обмотки обратной связи, к выходу преобразователя подключены вывод начала второй обмотки обратной связи, вывод конца первой обмотки обратной связи и первый вывод измерительного резистора, второй вывод измерительного резистора соединен с общей шиной преобразователя, а выводы N входных обмоток подключены соответственно к входам преобразователя, инвертирующие входы первого и второго усилителей напряжения подключаются соответственно к выходам первого и второго одноквадрантных повторителей напряжения, а неинвертирующие входы усилителей напряжения подключаются к выходу преобразователя. The problem is achieved in that a measuring current transducer containing N input windings and two feedback windings located on the magnetic core of magnetically soft material, a measuring resistor, two voltage amplifiers, two single-quadrant voltage repeaters, in which the inputs of single-quadrant voltage repeaters are connected respectively to the outputs voltage amplifiers, to the output of the first one-quadrant voltage follower is connected the output of the beginning of the first feedback winding, to the output of the second of a single-quadrant voltage follower, the output terminal of the second feedback winding is connected, the output terminal of the second feedback winding, the output terminal of the first feedback winding and the first output of the measuring resistor are connected to the output of the converter, the second output of the measuring resistor is connected to the common bus of the converter, and the terminals of N input windings are connected respectively, to the inputs of the Converter, the inverting inputs of the first and second voltage amplifiers are connected respectively to the outputs of the first and second single adrantnyh voltage repeaters and non-inverting input voltage of the amplifier connected to the output of the inverter.
Подключение входов усилителей напряжения к выводам обмоток обратной связи позволило осуществить контроль переменного магнитного потока в сердечнике магнитопровода без использования измерительных обмоток и получить сигналы компенсации магнитного потока, которые поступают на соответствующие входы одноквадрантных повторителей напряжения. Так как усилители напряжения имеют коэффициенты усиления Ку >> 1, то падения напряжения на обмотках обратной связи в установившемся режиме близки к нулевому уровню в широкой полосе частот. Ток, протекающий через измерительный резистор, пропорционален модулю алгебраической суммы токов, протекающих во входных обмотках. Так как результирующий магнитный поток в сердечнике близок к нулю (вследствие значительного коэффициента усиления усилителей напряжения), то ошибка суммирования токов не превышает десятых долей процента. Connecting the inputs of the voltage amplifiers to the terminals of the feedback windings made it possible to control the alternating magnetic flux in the core of the magnetic circuit without using the measuring windings and to obtain magnetic flux compensation signals that are fed to the corresponding inputs of the single-quadrant voltage followers. Since voltage amplifiers have amplification factors Ku >> 1, the voltage drops on the feedback windings in the steady state are close to zero in a wide frequency band. The current flowing through the measuring resistor is proportional to the modulus of the algebraic sum of the currents flowing in the input windings. Since the resulting magnetic flux in the core is close to zero (due to the significant gain of the voltage amplifiers), the error in summing the currents does not exceed tenths of a percent.
На фиг. 1 приведена функциональная схема измерительного преобразователя переменного тока; на фиг.2 диаграммы измеряемых токов и выходного сигнала преобразователя. In FIG. 1 shows a functional diagram of a measuring transducer of alternating current; figure 2 diagrams of the measured currents and the output signal of the Converter.
Устройство содержит магнитопровод 1, выполненный из магнитомягкого материала, на который нанесены N входные обмотки 2, 3, 4, первую и вторую 5, 6 обмотки обратной связи, а также первый и второй усилители напряжения 7, 8, первый и второй одноквадрантные повторители напряжения 9, 10 и измерительный резистор 11. Выход первого усилителя напряжения 7 подключен к входу первого одноквадрантного повторителя напряжения 9. Инвертирующий вход первого усилителя напряжения 7 и вывод начала первой обмотки 5 обратной связи подключены к выходу первого повторителя напряжения 9. Инвертирующий вход второго усилителя напряжения 8 и вывод конца второй обмотки 6 обратной связи подключены к выходу второго одноквадрантного повторителя напряжения 10. Неинвертирующие входы усилителей напряжения 7, 8, вывод конца первой обмотки 5 обратной связи, вывод начала второй обмотки 6 обратной связи и первый вывод измерительного резистора 11 подключены к выходу 12 измерительного преобразователя переменного тока. Второй вывод измерительного резистора 11 соединен с общей шиной 13 устройства, к входам которого 14.19 подключены соответственно выводы N входных обмоток 2, 3, 4. The device comprises a magnetic circuit 1 made of soft magnetic material, onto which N input windings 2, 3, 4, the first and second feedback windings 5, 6, and the first and second voltage amplifiers 7, 8, the first and second single-quadrant voltage repeaters 9 are applied , 10 and a measuring resistor 11. The output of the first voltage amplifier 7 is connected to the input of the first one-quadrant voltage follower 9. The inverting input of the first voltage amplifier 7 and the output of the first feedback winding 5 are connected to the output of the first follower voltage 9. The inverting input of the second voltage amplifier 8 and the output of the end of the second feedback winding 6 are connected to the output of the second one-quadrant voltage follower 10. The non-inverting inputs of the voltage amplifiers 7, 8, the output of the end of the first feedback winding 5, the output of the second feedback winding 6 and the first output of the measuring resistor 11 is connected to the output 12 of the measuring transformer of alternating current. The second output of the measuring resistor 11 is connected to a common bus 13 of the device, to the inputs of which 14.19 are connected respectively the conclusions of N input windings 2, 3, 4.
Устройство работает следующим образом. При отсутствии питающих напряжений и протекании входных токов последние создают в магнитопроводе 1 магнитные потоки. Результирующий магнитный поток равен геометрической сумме магнитных потоков, создаваемых вышеуказанными токами. В обмотках обратной связи 5, 6 наводится трансформаторная ЭДС, пропорциональная величине и скорости изменения результирующего магнитного потока. При подаче питающих напряжений выходные сигналы обмоток обратной связи 5, 6 усиливаются усилителями напряжения 7, 8. Выходные сигналы усилителей 7 и 8 поступают на входы одноквадрантных повторителей напряжения 9 и 10, которые усиливают выходные сигналы усилителей напряжения по току только в одном квадранте. Так как обмотки обратной связи 5, 6 по отношению друг к другу включены встречно, то они создают магнитные потоки, противоположные по знаку результирующему магнитному потоку, вызванному измеряемыми токами. Благодаря высокому коэффициенту усиления Ку >> 1 усилителей напряжения 7 и 8, падение напряжения на обмотках 5, 6 близко к нулевому уровню, результирующий магнитный поток близок к нулю и измеряемые токи практически не оказывают влияния на процессы в индуктивно связанных цепях. Алгебраическое суммирование токов выполняется с высокой точностью. Выходные токи одноквадрантных повторителей напряжения 9, 10 имеют одинаковое направление, падение напряжения на измерительном резисторе 11 имеет одну полярность независимо от результата суммирования токов, т.е. выходной сигнал Uвых устройства пропорционален модулю суммы измеряемых токов (см.фиг.2), протекающих во входных обмотках I1, I2, I3.The device operates as follows. In the absence of supply voltage and the flow of input currents, the latter create magnetic fluxes in the magnetic circuit 1. The resulting magnetic flux is equal to the geometric sum of the magnetic flux generated by the above currents. In the feedback windings 5, 6, a transformer EMF is induced, proportional to the magnitude and rate of change of the resulting magnetic flux. When supplying voltage, the output signals of the feedback windings 5, 6 are amplified by voltage amplifiers 7, 8. The output signals of amplifiers 7 and 8 are fed to the inputs of single-quadrant voltage repeaters 9 and 10, which amplify the output signals of voltage amplifiers by current in only one quadrant. Since the feedback windings 5, 6 with respect to each other are switched on in the opposite direction, they create magnetic fluxes that are opposite in sign to the resulting magnetic flux caused by the measured currents. Due to the high gain coefficient K y >> 1 of the voltage amplifiers 7 and 8, the voltage drop across the windings 5, 6 is close to zero, the resulting magnetic flux is close to zero and the measured currents practically do not affect the processes in inductively coupled circuits. Algebraic summation of currents is performed with high accuracy. The output currents of single-quadrant voltage followers 9, 10 have the same direction, the voltage drop across the measuring resistor 11 has one polarity, regardless of the result of the summation of the currents, i.e. the output signal U of the output device is proportional to the modulus of the sum of the measured currents (see Fig. 2) flowing in the input windings I 1 , I 2 , I 3 .
Решение поставленной задачи подтверждается испытанием макетного образца устройства. Усилители напряжения выполнены на микросхеме К574УД21, одноквадрантные повторители напряжения выполнены на транзисторах КТ6301. Диапазон измеряемых токов составлял 0.50 А. Приведенная погрешность измерения не превышает 0,1% и обусловлена потоками рассеяния входных обмоток. The solution to this problem is confirmed by testing a prototype device. The voltage amplifiers are made on the K574UD21 chip, the single-quadrant voltage repeaters are made on the KT6301 transistors. The range of measured currents was 0.50 A. The reduced measurement error does not exceed 0.1% and is due to the scattering fluxes of the input windings.
Предложенное устройство может быть использовано в качестве широкополосного преобразователя переменных токов в постоянный в системах управления электропривода, регуляторах и в качестве измерительного органа релейных защит. The proposed device can be used as a broadband converter of alternating currents into direct current in electric drive control systems, regulators and as a measuring body of relay protection.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006817A RU2035046C1 (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Rectifier that measures voltage level |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006817A RU2035046C1 (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Rectifier that measures voltage level |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2035046C1 true RU2035046C1 (en) | 1995-05-10 |
| RU92006817A RU92006817A (en) | 1995-05-27 |
Family
ID=20132193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92006817A RU2035046C1 (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Rectifier that measures voltage level |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2035046C1 (en) |
-
1992
- 1992-11-16 RU RU92006817A patent/RU2035046C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1812513, кл. G 01R 19/22, 1989. * |
| Афанасьев В.В., Адоньев Н.М., Жалалис Л.В. и др. Трансформаторы тока. Л.: Энергия, 1980, с. 158. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100341072B1 (en) | Current sensor and signal compensation method in current sensor | |
| US3815013A (en) | Current transformer with active load termination | |
| US4682101A (en) | Current transformer for direct and alternating current | |
| US4961049A (en) | Magnetically-coupled apparatus for measuring electrical current | |
| CA2148961A1 (en) | Linear Alternating Current Interface for Electronic Meters | |
| KR20020027491A (en) | Ac current detection device | |
| EP0052981B1 (en) | Hall element circuit arranged to eliminate in-phase voltage | |
| EP0601817A1 (en) | Power multiplication circuit | |
| US3497793A (en) | Error compensation apparatus for instrument transformers | |
| RU2035046C1 (en) | Rectifier that measures voltage level | |
| GB1586708A (en) | Electrical transformer apparatus | |
| RU1812513C (en) | Measuring transducer of alternating current | |
| EP0102623A1 (en) | A current sensing circuit for motor controls | |
| RU2091800C1 (en) | Ac measuring transducer | |
| JPH02122609A (en) | Error compensation type current transformer | |
| KR850000359B1 (en) | In-phase voltage elimination circuit for hall element | |
| RU2084905C1 (en) | Alternating current transducer | |
| US2902547A (en) | Transistor controlled magnetic amplifier | |
| SU1269052A1 (en) | Converter of parameters of complex impedances to voltage | |
| SU1284874A1 (en) | Device for measuring resistance of rail circuit insulating joints | |
| SU1182422A1 (en) | Measuring direct current converter | |
| RU2105969C1 (en) | Device for measuring of electrical conductance of liquid media | |
| SU907533A1 (en) | Magnetoelectronic voltage converter | |
| SU1539670A2 (en) | Transducer of d.c. and a.c. | |
| JPH03195009A (en) | Current transformer device of error compensation type |